Artículo publicado por Carlo Rovelli el 2 de marzo de 2016 en aeon
Uno de los mayores misterios de la física moderna es algo que experimentamos, literalmente, cada momento de nuestras vidas. La física describe el mundo por medio de fórmulas que nos dicen cómo varían las cosas en función del tiempo, pero no explica qué es el tiempo. Podemos escribir fórmulas que nos dicen cómo varían las cosas en relación a su posición, o cómo el sabor de un risotto varía en función de la ‘cantidad variable de mantequilla’. Sin embargo, hay algo diferente en el tiempo. El tiempo parece fluir, mientras que la cantidad de mantequilla o su ubicación en el espacio no fluye. ¿De dónde viene la diferencia?
Otra forma de plantear el problema es preguntar: ¿qué es el presente? Decimos que sólo existen las cosas del presente; el pasado ya no existe y el futuro aún no existe. Pero en física no hay nada que se corresponda con la noción del ‘ahora’. Compara ‘ahora’ con ‘aquí’. ‘Aquí’ designa el lugar donde está el que habla. Para dos personas diferentes, ‘aquí’ apunta a dos lugares distintos. En consecuencia, ‘aquí’ es una palabra cuyo significado depende de dónde se habla. El término técnico para este tipo de expresión es “indexical”. ‘Ahora’ también señala el instante en que se pronunció la palabra y, además, se clasifica como indexical.
Agujero negro Crédito: Warner Bros. Entertainment/Paramount Pictures
A nadie se le ocurriría decir que las cosas de ‘aquí’ existen, mientras que las cosas que no están ‘aquí’ no existen. Entonces, ¿por qué decimos que lo que está ‘ahora’ existe y que todo lo demás no? ¿Es el presente algo que es objetivo en el mundo, que fluye, y que hace que las cosas existan, una tras otra, o es sólo subjetivo, como ‘aquí’?
Esto puede parecer un abstruso problema mental, pero la física moderna lo ha convertido en una cuestión candente, desde que la teoría especial de la relatividad de Einstein demostró que la noción del presente también es subjetiva. Los físicos han llegado a la conclusión de que la idea de un presente que es común a todo el universo es una generalización que no funciona. Cuando su gran amigo Michele Besso murió, Einstein escribió una emotiva carta a la hermana de Michele: ‘Michele ha dejado este mundo extraño un poco antes que yo. Esto no significa nada. La gente como nosotros, que creen en la física, sabe que la distinción entre pasado, presente y futuro no es más que una obstinada y persistente ilusión’.
Ilusión o no, ¿qué explica el hecho de que para nosotros el tiempo fluye? El paso del tiempo es evidente para todos nosotros. Nuestros pensamientos y nuestra voz existen en el tiempo. La estructura misma de nuestro idioma requiere del tiempo – una cosa ‘es’ o ‘era’ o ‘será’. El filósofo alemán Martin Heidegger hizo hincapié en nuestra ‘morada en el tiempo’. ¿Es posible que el flujo del tiempo que Heidegger trata como primario esté ausente en las descripciones del mundo?
Algunos filósofos, entre ellos los seguidores más devotos de Heidegger, llegan a la conclusión de que la física es incapaz de describir los aspectos más fundamentales de la realidad, y la descartan como una forma engañosa de conocimiento. Sin embargo, muchas veces en el pasado nos hemos dado cuenta de que son nuestras intuiciones inmediatas las que son imprecisas. Si las hubiéramos mantenido, todavía creeríamos que la Tierra es plana y que el Sol la orbita. Nuestras intuiciones se han desarrollado sobre la base de nuestra limitada experiencia. Cuando miramos un poco más adelante, descubrimos que el mundo no es lo que nos parece: la Tierra es redonda, y en Ciudad del Cabo sus pies están arriba y su cabeza, abajo.
Tan real como pueda parecernos, nuestra experiencia del paso del tiempo no refleja necesariamente un aspecto fundamental de la realidad. Pero si no es fundamental, ¿de dónde viene?
A cierto nivel, creo que la respuesta está en una conexión íntima entre el tiempo y el calor. Existe una diferencia detectable entre el pasado y el futuro sólo cuando hay flujo de calor. El calor está vinculado a la probabilidad – el movimiento estadístico de un gran número de partículas – y la probabilidad, a su vez, está vinculada al hecho de que nuestras interacciones con el resto del mundo no registran los detalles finos de la realidad. El flujo del tiempo surge de la física, pero no en el contexto de una descripción exacta de las cosas como son. Aparece, más bien, en el contexto de la estadística y la termodinámica. Esto puede ser la clave para el enigma del tiempo. Objetivamente hablando, el ‘presente’ no existe en un sentido objetivo más que el ‘aquí’, pero las interacciones microscópicas dentro del mundo provocan el surgimiento de fenómenos temporales dentro de un sistema (por ejemplo, nosotros mismos) que interactúa sólo a través del medio de una miríada de variables.
Nuestra memoria y nuestra consciencia se construyen sobre estos fenómenos estadísticos. Para un ser hipotético super-sensible, no habría ‘flujo’ de tiempo; el universo sería un solo bloque de pasado, presente y futuro, tal como Einstein lo describió. Sin embargo, debido a las limitaciones de nuestra conciencia sólo percibimos una visión borrosa del mundo, y vivimos a tiempo. A partir de este enfoque limitado obtenemos nuestra percepción del paso del tiempo.
¿Está claro? No, no lo está. Hay tanto aún que no se ha entendido. El tiempo se encuentra en el centro de la maraña de problemas planteados por la intersección de la gravedad, la mecánica cuántica y la termodinámica. Todavía no tenemos una teoría capaz de aglutinar esas tres piezas esenciales de nuestro conocimiento del mundo.
Una pequeña pista hacia la solución, que también conduce a una respuesta más profunda sobre la naturaleza del tiempo, proviene de un cálculo terminado por Stephen Hawking. Empleando la mecánica cuántica, Hawking ha demostrado que los agujeros negros tienen una temperatura: Están siempre calientes, emitiendo calor como una estufa. Nadie ha observado nunca este calor porque es extremadamente débil, pero el cálculo de Hawking es convincente; se ha repetido en diferentes formas, y la realidad del calor de los agujeros negros es generalmente aceptado.
El calor de los agujeros negros es un efecto cuántico sobre un objeto, el agujero negro, que tiene una naturaleza gravitatoria. Es el cuanto individual del espacio, los granos elementales del espacio, que calientan la superficie de los agujeros negros. Este fenómeno involucra a los tres lados del problema: la mecánica cuántica, la relatividad general, y la ciencia térmica. Lo junta todo de nuevo a los procesos estadísticos detrás del flujo (aparente) de tiempo. Los físicos tienen un largo camino por recorrer para entenderlo, pero con los últimos avances como la detección de ondas gravitatorias a partir de la colisión de agujeros negros, están cada vez más cerca.
Al final, parece que el calor de los agujeros negros es como la piedra Rosetta de la física, escrita en un lenguaje que combina tres idiomas – cuántico, gravitatorio, y termodinámico – a la espera de descifrarse con el fin de revelar la verdadera naturaleza del tiempo.
De “Siete breves lecciones de física” de Carlo Rovelli, publicado por Riverhead Books, un sello de Penguin Publishing Group, una división de Penguin Random House LLC. Copyright © 2014 por Carlo Rovelli
